探讨岩土工程勘察及地基处理技术

【摘要】随着我国国民经济不断高速发展，众多基础建设项目和现代化超高层建筑物不断兴建，基础和基坑开挖深度越来越深，各种公共建筑物的建筑风格迥异，给勘察工作带来诸多的新课题。本文主要结合南京某小高层建筑工程的地基勘察和施工处理技术案例，对CFG桩处理软土地基的施工技术和质量控制措施做了探讨和阐述。

【关键词】建筑工程；岩土勘察；地基处理

1 建筑工程岩土勘察现状分析

地质形态：主要有不明地下物体、空洞及其分布形态、埋藏位置和埋藏深度的确定。

界面划分：主要有岩土体和岩石风化程度的界面划分，地质构造和软弱结构面的判定，以及不良地质体的地质界面等。

岩土参数：主要是那些难于取到原状岩土样和难于进行室、内外试验的岩土层，颗粒土、残积土和风化岩等，其岩土设计参数难于确定。

技术素质：主要是勘察技术人员知识的广度和深度问题，勘察各专业缺乏内部沟通、技术交流，对各自技术服务的对象和技术发展状况不了解。

综合能力：主要表现在一部分勘察技术人员缺乏对勘察各专业的野外和室内原始资料的整理、分析、利用的能力，缺乏如何辨别真伪、去伪存真、补充印证、归纳总结的能力。岩土工程勘察是工程建设的一项基础性工作，是工程设计、施工的依据，其质量的优劣，对工程建设的质量、安全、工期和合理投资起着重要作用。因此，重视岩土工程勘察。把握技术分析中的每一环节，强调事先指导、过程控制、事后总结，对于提高岩土工程师的专业技术水平，保证岩土工程勘察质量。促进建设工程的顺利开展，起到事半功倍的效果。城市民用建筑的建设质量直接影响着城市居民和家庭。影响到社会的多个层面。因此在建设过程中，急需给予岩土工程勘察足够的重视，并应用一些科学、合理的勘察手段以保证工程勘察的准确性、提高勘察工作效率。

2工程应用实例分析

2.1工程概况

南京某建筑小区一栋商住楼为框架剪力墙结构，建筑面积28880m2，地下建筑面积2800m2，建筑物总高39.50m，地上14层，地下2层。基础类型：筏型混凝土基础，混凝土强度等级C35，抗渗等级S8，主体结构混凝土：内墙、外墙及梁、柱为C35。根据勘察报告，场地为第四纪沉积层，基础坐落在粉质粘土层上，天然地基承载力特征值为190kPa。

2.2地基岩土勘察分析

本工程的特点是层数较多、荷载大，对加固后的地基承载力和变形要求都很高，无论设计计算、具体的施工措施和施工管理，其难度都比一般小高层建筑地基处理要大。如果采用天然地基，基础坐落在粉质粘土层上，其天然地基承载力特征值f=190kPa，不能满足设计要，而采用钻孔灌注桩时，其场地土有较好的桩端持力层，方案能满足设计要求，但桩间土承载力得不到使用，且施工过程中有泥浆污染，施工噪音大。因此，通过仔细分析，并结合场地土质情况、工程特性和环保等要求，本工程拟采用长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺进行地基处理，设计时将桩端落在细中砂层上，桩长为16～18m，满足设计要求，且场地桩间土承载力能得到较好的发挥。在CFG桩复合地基设计过程中，主要需确定五个参数，即：桩长L、桩径d、桩间距s、褥垫层厚度H和桩身强度等级。根据设计方案相关设计指标：桩长L16～18m；桩径d=400mm；桩间距s在(3～5)d；CFG桩桩体强度等级为C25；褥垫层厚度为发挥桩间土承载力，首先凿除保护桩长500mm，然后顶铺设20cm厚碎石垫层，则垫层顶的标高即为基础底标高。

2.3地基处理主要技术探讨

2．3．1施工机械

长螺旋钻管内泵压CFG桩施工工艺是由长螺旋钻机及移动混凝土泵送车组成的完整的施工体系，本工程采用2台ZKL800BB履带式长螺旋钻机、1台45米移动混凝土泵送车。

2．3．2主要施工工艺

1）测量定位

测量定位采用全站仪对每根桩进行测放，测放准确后即用300mm长钢筋打入地下，再在钢筋头上系上长度约200mm红绳，并在钢筋周围用白灰撒上直径约为400mm圆圈，以便施工及监理人员寻找复核，施工中所有桩位一次定位完成。

2）钻机就位

钻机就位前需检查场地情况，如果场地较软，应增加支腿接地面积。若场地坡度>20°应加垫钢板枕木施工，钻机就位后必须平衡，启动四支腿油缸调整钻机水平，确保钻塔垂直度＜1%，对位偏差≤20mm，钻机开钻前必须严格检查钻头上楔形出料活门是否闭合。

3）钻进成孔

钻进过程中根据地层变化和动力头工作电流值对钻压、转速和钻进速度进行合理调整，钻进采用间歇式钻进方法，即钻进一空钻一钻进，钻进至设计深度后空车30-60s，待电流稳定确认桩长满足要求后终孔停钻。

4）混凝土搅拌及泵送

混凝土采用商品混凝土，严格控制好混凝土坍落度，确保混凝土质量。

5）每桩灌混凝土结束后，应及时进行封顶以保护桩头。

6）施工中遇到地下障碍使桩位偏移时应及时处理后再次就位，并对混凝土泵送中遇到输料管堵塞或钻进中出现的异常问题及时正确处理。

2.4施工质量控制

通过对试验桩的验证，只要适当增加些桩长，使桩端进入其下的中低压缩性的粉质粘土层或粘质粉土-砂质粉土层上时，就能满足承载力和变形的需求，而且可以避免桩底土的扰动。于是决定对于场地局部原桩端持力层位置处砂层较厚的地段，依然采用原桩端持力层不

变，但施工时要尽量避免桩端进入砂层太深，以免扰动砂层，产生涌砂现象，造成质量问题；而对于原桩端持力层位置处砂层较薄的地段，就增加桩长，使其桩端落在粘性土上。

根据工程经验，原桩底处的粉细砂及细中砂为含水层，这种有一定地下水压力的砂层很容易产生涌砂现象，造成桩底的虚空，也是造成单桩承载力不足的原因，为此，要求钻探人员控制提钻，钻进成孔至预定深度后尽量少提钻，在混凝土淹没钻头一定高度后再提钻；且提钻速度不宜过快，注意其和泵送速度的匹配，避免桩侧砂层产生涌砂现象，造成桩侧砂层不实，影响桩端阻力和桩侧阻力的发挥。

从土质情况分析，当桩长范围内存在饱和的粉细砂层或粉土层且其处于中密一松散状态，采用长螺旋钻管内泵压CFG桩工艺施工时就需考虑剪切液化在粉细砂层和粉土层中可能引起的窜孔现象。可以选择使用跳打，且提高钻进速度，将一次打4排改为1排，尽量离开已打桩，减少对已打桩扰动能量的积累，杜绝了窜孔现象的发生。

本工程钻头穿越细砂、圆砾、卵石层，终孔于粉细砂层及细中砂层上，很容易导致阀门打不开。经设计组和施工组共同商量改用防水钻头或者是适当增加桩长，中低压缩性的粉质粘土层或粘质粉、砂质粉土层，避免阀门打不开的情况发生。

3结束语

由于各地区的土质构成具有相应的区域特点，再加上目前国内缺乏系统的研究，对各地地基的有关指标的测试、评价及试验不够，使岩土工程勘探指标的应用难以恰如其分。因此，小高层建筑工程的基础处理方案不尽合理，甚至常常出现无法想象的工程事故，最终导致建筑工程基础造价的大幅提高，而正确、合理的选用最优的软土地基处理方法，是安全、经济、合理地进行建筑工程地基处理的关键所在。